(57)【要約】【課題】ユーザが所望の処理を行わせるべく手指を動かす操作時間を短縮する。【解決手段】車載操作システム１は、ユーザが手指を操作平面上に接触させるべく接近させている段階（翳している段階）で、ユーザの手指が存在している位置を検出し、表示装置３の表示領域にあって該検出している位置に対応する表示地点にポインタを表示する。ユーザが手指を操作平面上に接触させる前から手指の位置をユーザに認識させることができ、ユーザが所望の処理を行わせるべく手指を所望の位置まで短時間で移動させることができる。【選択図】図１
2010108255.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ユーザの手指が接触可能な操作平面を有する操作手段と、
前記操作手段から離れた部位に設置可能な表示手段とを備えた車載操作システムにおいて、
ユーザの手指が前記操作手段の操作平面上に接触しているか否かを検出する接触検出手段と、
ユーザの手指が存在する位置を、前記操作手段の操作平面に対して水平方向の位置及び該操作平面に対して垂直方向の位置とからなる空間位置として検出する空間位置検出手段と、
前記表示手段の表示領域にあって前記空間位置検出手段が検出している前記操作平面に対して水平方向の位置に対応する表示地点にポインタを表示させる表示制御手段と、
ユーザの手指が前記操作手段の操作平面上に接触していることを前記接触検出手段が検出した場合に、前記表示制御手段により表示されたポインタの位置に対応する処理を実行する処理実行手段と、を備えたことを特徴とする車載操作システム。
【請求項２】
請求項１に記載した車載操作システムにおいて、
前記操作手段の操作平面の全域にわたって複数が平面的に配列されて設けられ、前記操作手段の操作平面に対して垂直方向に光を投じる投光手段と、
前記複数の投光手段に対応するように前記操作手段の操作平面の全域にわたって複数が平面的に配列されて設けられ、前記投光手段から投じられて反射した光を受ける受光手段と、
前記複数の受光手段が受けた光の受光レベルを検出する受光レベル検出手段と、
前記受光レベル検出手段が検出した受光レベルに基づいて重心位置を計算する重心位置計算手段とを備え、
前記表示制御手段は、前記表示手段の表示領域にあって前記空間位置検出手段が検出している前記操作平面に対して水平方向の位置に対応する表示地点として前記重心位置計算手段が計算した重心位置にポインタを表示させることを特徴とする車載操作システム。
【請求項３】
請求項２に記載した車載操作システムにおいて、
前記重心位置計算手段が計算した重心位置を手先側に向けて補正して補正重心位置を計算する補正重心位置計算手段を備え、
前記表示制御手段は、前記表示手段の表示領域にあって前記空間位置検出手段が検出している前記操作平面に対して水平方向の位置に対応する表示地点として前記重心位置計算手段が計算した重心位置を前記補正重心位置計算手段が手先側に向けて補正して計算した補正重心位置にポインタを表示させることを特徴とする車載操作システム。
【請求項４】
請求項１乃至３の何れかに記載した車載操作システムにおいて、
前記表示制御手段は、前記空間位置検出手段が検出している前記操作平面に対して水平方向の位置に対応する表示地点にポインタを表示させる場合に、前記操作手段の操作平面から前記空間位置検出手段が検出している前記操作平面に対して垂直方向の位置までの距離に応じて表示態様を変えてポインタを表示させることを特徴とする車載操作システム。
【請求項５】
請求項４に記載した車載操作システムにおいて、
前記表示制御手段は、前記空間位置検出手段が検出している前記操作平面に対して水平方向の位置に対応する表示地点にポインタを表示させる場合に、前記操作手段の操作平面から前記空間位置検出手段が検出している前記操作平面に対して垂直方向の位置までの距離に応じて透明度、形状及びサイズのうち少なくとも何れかを変えてポインタを表示させることを特徴とする車載操作システム。
【請求項６】
請求項１乃至５の何れかに記載の車載操作システムにおいて、
前記表示手段の表示領域には、前記処理実行手段により実行される処理を規定するスイッチ手段が表示されており、
前記処理実行手段は、前記スイッチ手段が選択されることで該スイッチ手段により規定された処理を実行するものであり、
前記表示制御手段は、ユーザの手指が前記操作手段の操作平面上に接触していることを前記接触検出手段が検出した場合に、前記表示手段の表示領域に表示されるポインタの位置に近い前記スイッチ手段を選択することを特徴とする車載操作システム。
【請求項７】
請求項６に記載の車載操作システムにおいて、
前記表示制御手段は、前記スイッチ手段を選択した場合には、該スイッチ手段の表示態様を変更することを特徴とする車載操作システム。
【請求項８】
請求項６又は７に記載の車載操作システムにおいて、
前記処理実行手段は、前記表示制御手段が前記スイッチ手段を選択した後であって前記接触検出手段によりユーザの手指が前記操作平面上から離れたことを検出した場合に、前記スイッチ手段により規定された処理を実行することを特徴とする車載操作システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ユーザの手指が接触可能な操作平面を有する操作手段と、前記操作手段から離れた部位に設置可能な表示手段とを備えた車載操作システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、運転席と助手席との間に配置されているコンソールボックスの上面部に操作装置が搭載されると共に、インストルメントパネルの上面部に例えば液晶ディスプレイからなる表示装置が搭載され、ユーザ（運転者）が手指を操作装置の操作平面上に接触させると、表示装置の表示領域にあってユーザが手指を操作平面上に接触させている位置に対応する表示地点にポインタが表示されることにより、ユーザが前方からの視線移動を行うことなく僅かな視線移動を行うだけで例えばオーディオ機器などの操作を可能とするシステムが供されている（例えば特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００３−２８０８１４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、上記した特許文献１に開示されている技術では、ユーザが手指を操作平面上に接触させている場合にのみ、つまり、ユーザが手指を操作平面上に接触させて初めて、そのユーザが手指を操作平面上に接触させている位置が検出され、表示装置の表示領域にあってユーザが手指を接触させている位置に対応する表示地点にポインタが表示される構成であるので、ユーザが所望の処理を行わせるべく手指を所望の位置まで移動させるのに操作時間がかかるという問題があった。このように従来のシステムは操作性の点で改善する余地があった。
【０００４】
本発明は、上記した事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、ユーザが手指を操作平面上に接触させることで所望の処理を行わせる構成において、ユーザが所望の処理を行わせるべく手指を動かす操作時間を短縮することができ、操作性を高めることができる車載操作システムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
請求項１に記載した発明によれば、空間位置検出手段は、ユーザの手指が存在する位置を、操作手段の操作平面に対して水平方向の位置及び該操作平面に対して垂直方向の位置とからなる空間位置として検出し、表示制御手段は、表示手段の表示領域にあって空間位置検出手段が検出している操作平面に対して水平方向の位置に対応する表示地点にポインタを表示させる。
【０００６】
これにより、ユーザが手指を操作手段の操作平面上に接触させて初めてポインタが表示される従来のものとは異なって、ユーザが手指を操作平面上に翳していてもポインタが表示され、つまり、ユーザが手指を操作平面上に接触させる前からポインタが表示されることにより、ユーザが手指を操作平面上に接触させる前から手指の位置をユーザに認識させることができる。よって、ユーザが所望の処理を行わせるべく手指を所望の位置まで短時間で移動させることができ、操作性を高めることができる。
【０００７】
請求項２に記載した発明によれば、操作手段の操作平面の全域にわたって複数が平面的に配列されて設けられている投光手段が操作平面に対して垂直方向に光を投じ、複数の投光手段に対応するように操作手段の操作平面の全域にわたって複数が平面的に配列されて設けられている受光手段が投光手段から投じられて反射した光を受けると、受光レベル検出手段は、複数の受光手段が受けた光の受光レベルを検出し、重心位置計算手段は、受光レベル検出手段が検出した受光レベルに基づいて重心位置を計算し、表示制御手段は、表示手段の表示領域にあって空間位置検出手段が検出している操作平面に対して水平方向の位置に対応する表示地点として重心位置計算手段が計算した重心位置にポインタを表示させる。これにより、受光素子が配列されている配列個数や配列態様に制限されることなくポインタを表示させる表示地点を決定することができ、ポインタを表示させる位置の解像度を表示手段の解像度レベルに応じて高めることができる。
【０００８】
請求項３に記載した発明によれば、補正重心位置計算手段は、重心位置計算手段が計算した重心位置を手先側に向けて補正して補正重心位置を計算し、表示制御手段は、表示手段の表示領域にあって空間位置検出手段が検出している操作平面に対して水平方向の位置に対応する表示地点として重心位置計算手段が計算した重心位置を補正重心位置計算手段が手先側に向けて補正して計算した補正重心位置にポインタを表示させる。これにより、通常の操作ではユーザが手先側（指先側）を操作平面上に接触させるという事情から、ユーザが行う通常の操作に応じてユーザの手先側にポインタを表示させることができ、精度を高めることができる。
【０００９】
請求項４に記載した発明によれば、表示制御手段は、空間位置検出手段が検出している操作平面に対して水平方向の位置に対応する表示地点にポインタを表示させる場合に、操作手段の操作平面から空間位置検出手段が検出している操作平面に対して垂直方向の位置までの距離に応じて表示態様を変えてポインタを表示させる。これにより、ユーザが手指の位置を目視しなくても、操作手段の操作平面から手指までの距離をユーザに視覚的に認識させることができる。
【００１０】
請求項５に記載した発明によれば、表示制御手段は、空間位置検出手段が検出している操作平面に対して水平方向の位置に対応する表示地点にポインタを表示させる場合に、操作手段の操作平面から空間位置検出手段が検出した操作平面に対して垂直方向の位置までの距離に応じて透明度、形状及びサイズのうち少なくとも何れかを変えてポインタを表示させる。これにより、透明度、形状及びサイズのうち少なくとも何れかを変えることで、ユーザが手指の位置を目視しなくても、操作手段の操作平面から手指までの距離をユーザに視覚的に認識させることができる。
【００１１】
請求項６に記載した発明によれば、表示制御手段は、ユーザの手指が操作手段の操作平面上に接触していることを接触検出手段が検出した場合に、表示手段の表示領域に表示されるポインタの位置に近いスイッチ手段を選択する。これにより、ユーザが手指を表示手段の表示領域に表示されているスイッチ手段まで移動させなくても、そのスイッチ手段に近い位置まで移動させるだけで、そのスイッチ手段を選択することができ、操作性を高めることができる。
【００１２】
請求項７に記載した発明によれば、表示制御手段は、スイッチ手段を選択した場合には、該スイッチ手段の表示態様を変更する。これにより、スイッチ手段を選択したことをユーザに確実に認識させることができる。
【００１３】
請求項８に記載した発明によれば、処理実行手段は、表示制御手段がスイッチ手段を選択した後であって接触検出手段によりユーザの手指が操作平面上から離れたことを検出した場合に、スイッチ手段により規定された処理を実行する。これにより、ユーザが手指を操作平面上から離したタイミングで該スイッチ手段により規定された処理を実行させることができる。
【００１４】
すなわち、ユーザが手指を操作平面上に接触させた状態でスイッチ手段を選択したタイミングで該スイッチ手段により規定された処理を実行する構成では、操作時間を短くすることができるが、その一方で、ユーザが意図したスイッチ手段を選択することができない可能性も生じる。これに対して、このようにユーザが手指を操作平面上から離したタイミングで該スイッチ手段により規定された処理を実行する構成では、ユーザが手指を操作平面上に接触させた状態で意図しないスイッチ手段を選択した場合であっても、手指を操作平面上に接触させている限りは該スイッチ手段により規定された処理を実行させてしまうことはなく、手指を操作平面上に接触させたまま意図するスイッチ手段に移動させた後に（ドラッグさせた後に）手指を操作平面上から離すことで意図するスイッチ手段より規定された処理を確実に実行させることができ、誤操作を極力抑えることができる。尚、通常の操作ではユーザが手指を操作平面上に接触させたことでスイッチ手段を選択するタイミングとユーザが手指を操作平面上から離したことでスイッチ手段を選択するタイミングとの時間差は僅かである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、本発明の一実施形態について、図面を参照して説明する。図２は車載操作システムが車両に搭載されている態様を概略的に示している。車載操作システム１は、操作装置２と表示装置３とを備えて構成されている。操作装置２は、接触検出部４（本発明でいう操作手段、接触検出手段）を有しており、インストルメントパネル５と一体化されているコンソールボックスの上面部に搭載されている。ユーザは例えば運転席が右側の車両では運転席に座った状態で運転姿勢を保ったまま、右手でステアリングを握りながら左手の手指を接触検出部４に接触させることが可能となっている。尚、接触検出部４の操作平面に対して垂直方向の空間（図２で破線にて示す空間）を手指の空間上の位置を検出可能なセンシング領域Ａとする。
【００１６】
表示装置３は、例えば液晶ディスプレイから構成されており、インストルメントパネル５の上面部にあってユーザの前方視界を妨げない位置に搭載されている。ユーザは運転席に座った状態で運転姿勢を保ったままで前方からの視線移動を行うことなく僅かな視線移動を行うだけで表示装置３の表示画面を視認することが可能となっている。
【００１７】
図３は上記した操作装置２の構成を概略的に示している。操作装置２は、全体として平板形状をなしており、接触検出部４の表面部はＩＲフィルター７で構成され、裏側には薄膜状の静電センサ６が表面全域にわたって配置されている。ＩＲフィルター７の下方には複数の投光素子８（本発明でいう投光手段）と複数の受光素子９（本発明でいう受光手段）とが格子状に規則的に配列されている。投光素子８は、近赤外線ＬＥＤからなり、接触検出部４の操作平面に対して垂直方向に光を投じるように配置されており、受光素子９は、投光素子８から投じられて反射した光を受けるように配置されている。
【００１８】
この場合、１個の受光素子９と該１個の受光素子９の四方向に均等配置されている４個の投光素子８とを単位としてグループ１０が形成されており、操作装置２の横方向（Ｘ方向、通常の操作でユーザが手指を横に移動させる方向）にはグループ１０が１０個形成され、操作装置２の縦方向（Ｙ方向、通常の操作でユーザが手指を縦に移動させる方向）にはグループ１０が６個形成されている。
【００１９】
図１は上記した車載操作システムの電気的な構成を機能ブロック図により示している。車載操作システム１において、操作装置２は、制御部１１（本発明でいう空間位置検出手段、重心位置計算手段、補正重心位置計算手段）と、上記した静電センサ６と、投光素子駆動部１２と、受光素子駆動部１３と、受光レベル検出部１４（本発明でいう受光レベル検出手段）と、信号送信部１５とを備えて構成されている。制御部１１は、ＣＰＵを主体とする周知のマイクロコンピュータにより構成され、操作装置２の動作全般を制御する。
【００２０】
静電センサ６は、ユーザが手指を接触検出部４（ＩＲフィルタ７）に接触させている状態で接触検出信号を制御部１１に出力し、制御部１１は、静電センサ６から接触検出信号を入力すると、その入力した接触検出信号を信号送信部１５から外部に送信させる。
【００２１】
投光素子駆動部１２は、上記した投光素子８の投光動作を制御し、制御部１１から投光指令を入力すると、予め設定されている投光順序にしたがって複数の投光素子８に投光動作を順次行わせ、複数の投光素子８から光を順次投じさせる。例えば図３で左上隅部に配置されている同一グループに属する４個の投光素子８を最初（１番目）として投光動作を行わせ、図３で右下隅部に配置されている同一グループに属する４個の投光素子８を最後（６０番目）として投光動作を行わせ、上記した投光動作を繰返して行わせる。受光素子駆動部１３は、上記した複数の受光素子９の受光動作を制御し、制御部１１から受光指令を入力すると、上記した複数の投光素子８における投光順序に対応する受光順序にしたがって複数の受光素子９に受光動作を順次行わせ、同一グループ１０に属する投光素子８から投じられて反射した光を受光可能にさせる。同一グループ１０に属する投光素子８が光を投じる時間と受光素子９が対応する投光素子から投じられて反射した光を受光可能な時間とは同期しており、後者は前者よりも僅かに長い時間である。受光レベル検出部１４は、受光素子９が受けた光の受光レベルを制御部１１に出力する。
【００２２】
制御部１１は、受光レベル検出部１４から受光素子９が受けた光の受光レベルを入力すると、その入力した受光レベルを解析して接触検出部４の操作平面上又は接触検出部４の操作平面に対して垂直方向の空間（上記したセンシング領域Ａ）におけるユーザの手指が存在している位置を検出し、その検出した位置を特定する位置検出信号を信号送信部１５から外部に送信させる。ここで、制御部１１がユーザの手指が存在している位置を検出する手順を以下に説明する。
【００２３】
ユーザが手指を接触検出部４の操作平面上に接触させていない場合又は翳していない場合は、投光素子８から投じられた光は反射することなく、受光素子９は光を受けることはないが、一方、ユーザが手指を接触検出部４の操作平面上に接触させている場合又は翳している場合は、投光素子８から投じられた光の一部はユーザの手指で反射することになり、受光素子９の一部は投光素子８から投じられてユーザの手指で反射した光を受けることになる。この場合、受光素子９が受けた光の受光レベルは接触検出部４の操作平面からユーザの手指までの距離（図３にて「Ｚ」で示す）に対応し、接触検出部４の操作平面からユーザの手指までの距離が小さい（近い）ほど大きな値であり、接触検出部４の操作平面からユーザの手指までの距離が大きい（遠い）ほど小さな値である。
【００２４】
制御部１１は、受光レベル検出部１４から受光素子９が受けた光の受光レベルを入力すると、その入力した受光レベルの数値が「１」以上であるか否かを判定し、ユーザが手指を接触検出部４の操作平面上に接触させているか又は翳しているか否かを判定する。ここで、ユーザが手指を接触検出部４の操作平面上に接触させている場合又は翳している場合であれば、制御部１１は、受光レベル検出部１４から受光素子９が受けた光の受光レベルの数値が「１」以上であると判定し、図４（ａ）に示すようにグループ単位毎の受光レベルの数値を取得する。
【００２５】
次いで、制御部１１は、このようにして取得したグループ単位毎の受光レベルの数値を接触検出部４の操作平面からの距離に変換する。制御部１１は、図５に示すように予め接触検出部４の操作平面からユーザの手指までの距離と受光素子９が受けた光の受光レベルとの対応関係を記憶しており、その記憶している対応関係に基づいて、先に検出したグループ単位毎の受光レベルをグループ単位毎の操作平面からの距離に変換し、図４（ｂ）に示すようにグループ単位毎の操作平面からの距離を取得する。
【００２６】
制御部１１は、投光素子８により光を投じる動作からグループ単位毎に操作平面からの距離を取得するまでの動作を全てのグループ１０について行い、全てのグループ１０について操作平面からの距離を取得したことを確認すると、全てのグループ１０の中で最小の距離を手指と操作平面との間の距離（Ｚ座標）として記憶する。次いで、制御部１１は、１０列６行のグループ毎の距離を各グループの重み値として重心位置を計算し、その計算した重心位置を手指の位置（Ｘ，Ｙ座標）として処理に移行するが、距離の値を補正無しで使用すると手指の中心部近くを重心位置として計算することになり、手先で操作する通常の操作感と乖離するので、手先近くに重心位置を移動させるために以下に示す補正を行なって重心位置を計算する。
【００２７】
制御部１１は、取得したグループ単位毎の接触検出部４の操作平面からの距離を用いてユーザの手指の位置を手先側（指先側）に向けて重み付けして補正する。接触検出部４の操作平面からの距離をユーザの手先側に向けて重み付けして補正するのは、通常の操作ではユーザは手先側を接触検出部４の操作平面上に接触させるからである。この場合、制御部１１は、グループ単位毎の操作平面からの距離に対して行毎に異なる係数を乗じて補正する。
【００２８】
すなわち、制御部１１は、ユーザの手先側の行である１行目に近い行ほど大きい数値の係数を乗じ、一方、ユーザの手先側とは反対側（手首側）の行である６行目に近い行ほど小さい数値の係数を乗じて補正する。制御部１１は、図４（ｃ）に示すように、１行目の数値に対しては係数として「２５／６」を乗じ、２行目の数値に対しては係数として「２４／６」を乗じ、３行目の数値に対しては係数として「２３／６」を乗じ、４行目の数値に対しては係数として「２２／６」を乗じ、５行目の数値に対しては係数として「２１／６」を乗じ、６行目の数値に対しては係数として「２０／６」を乗じて補正する。
【００２９】
そして、制御部１１は、補正した数値を１０列６行のグループの重みとして重心位置を計算する。この場合、グループ単位毎の操作平面からの距離をユーザの手先側に向けて重み付けして補正した後（図４（ｃ）に示す数値の状態）に計算した重心位置は、グループ単位毎の操作平面からの距離をユーザの手先側に向けて重み付けして補正する前（図４（ｂ）に示す数値の状態）に計算した重心位置よりも、ユーザの手先側に向けて重み付けして補正した分だけ手先側になる。具体的には、図４に示す数値では、補正する前で計算した重心位置は（ｘ，ｙ）＝（５．５２，３．２０）であるが、補正した後で計算した重心位置（本発明でいう補正重心位置）は（ｘ，ｙ）＝（５．５２，１．８９）であり、手先側に移動している。制御部１１は、このようにして計算した重心位置（Ｘ，Ｙ座標）と先に計算した全てのグループ１０の中での最小の距離（Ｚ座標）とを合わせて空間上の点（Ｘ，Ｙ，Ｚ座標）を特定し、その特定した点をユーザの手指が存在する位置として検出する。
【００３０】
ナビゲーションＥＣＵ１６（本発明でいう処理実行手段）は、操作装置２から位置検出信号を入力すると、その入力した位置検出信号を表示装置３に出力する。又、操作装置２から位置検出信号と共に接触検出信号を入力すると、その入力した位置検出信号により特定される位置のＸ，Ｙ座標に最も近いスイッチが操作されたと判定し、その操作されたスイッチに応じた処理を行う。
【００３１】
表示装置３は、信号受信部１７と、表示制御部１８（本発明でいう表示制御手段）と、表示画面を表示する表示部１９（本発明でいう表示手段）とを備えて構成されている。表示制御部１８は、ナビゲーションＥＣＵ１６から映像信号を信号受信部１７により受信すると、その映像信号に対応する表示画面を表示部１９に表示させる。ここでいう表示画面とは、例えばナビゲーション機能に関する表示画面（目的地を入力する表示画面や地図表示を切替える表示画面など）、ナビゲーションシステムのオーディオ機能を制御する表示画面、空調を制御する表示画面などである。又、表示制御部１８は、ナビゲーションＥＣＵ１６から位置検出信号を信号受信部１７により受信すると、表示部１９の表示領域にあって表示画面に重畳して位置検出信号により特定される位置に対応する表示地点にポインタを表示させる。尚、操作装置２、表示装置３及びナビゲーションＥＣＵ１６は例えば車載ＬＡＮを介して相互接続されている。
【００３２】
次に、上記した構成の作用について、図６乃至図９を参照して説明する。図６は操作装置２が行う処理をフローチャートにより示しており、図７は表示装置３が行う処理をフローチャートにより示している。以下、操作装置２が行う処理と表示装置３が行う処理とを順次説明する。
【００３３】
（１）操作装置２が行う処理
操作装置２において、制御部１１は、グループ単位毎に投光素子８に投光動作を行わせると共にグループ単位毎に受光素子９に受光動作を行わせており（ステップＡ１）、グループ単位毎の受光レベルを計算し（ステップＡ２）、グループ単位毎に受光レベルが「１」以上になったことを受光レベル検出部１４が検出したか否かを判定している（ステップＡ３）。
【００３４】
ここで、上記したように、ユーザが手指を操作平面上のあるグループ１０の受光素子９の前面に翳していない場合であれば、投光素子８から投じられた光は反射することなく、受光素子９は光を受けることはなく、受光レベルが「１」以上になったことを受光レベル検出部１４が検出することはないが、一方、ユーザが手指をあるグループ１０の受光素子９の前面に翳している場合であれば、投光素子８から投じられた光の一部はユーザの手指で反射し、受光素子９の一部は投光素子８から投じられてユーザの手指で反射した光を受け、受光レベルが「１」以上になったことを受光レベル検出部１４が検出することになる。
【００３５】
制御部１１は、受光レベルが「１」以上になったことを受光レベル検出部１４が検出したと判定すると（ステップＡ３にて「ＹＥＳ」）、予め記憶している操作平面からユーザの手指までの距離と受光素子９が受けた光の受光レベルとの対応関係に基づいて、先に計算したグループ単位毎の受光レベルを操作平面からの距離に変換する（ステップＡ４）。次いで、制御部１１は、投光素子８により光を投じる動作からグループ単位毎に操作平面からの距離を取得するまでの動作を全てのグループ１０について行い、全てのグループ１０について操作平面からの距離を取得すると（ステップＡ５にて「ＹＥＳ」）、操作平面からの距離のうち最小の距離をＺ座標値として記憶する（ステップＡ６）。
【００３６】
次いで、制御部１１は、グループ単位毎の操作平面からの距離を該距離に対して行毎に異なる係数を乗じて補正し（ステップＡ７）、補正した数値に基づいて重心位置を計算し（ステップＡ８）、先に記憶しておいた最小距離（Ｚ座標）と重心位置（Ｘ，Ｙ座標）とから空間上の点を特定し、その特定した点をユーザの手指が存在する位置（Ｘ，Ｙ，Ｚ座標）として検出する（ステップＡ９）。そして、制御部１１は、その検出した位置を特定する位置検出信号を信号送信部１５に出力し、位置検出信号を信号送信部１５からナビゲーションＥＣＵ１６に送信させる（ステップＡ１０）。
【００３７】
又、制御部１１は、静電センサ６から接触検出信号を入力したか否かを判定することでユーザの手指が操作平面上に接触しているか否かを判定し（ステップＡ１１）、静電センサ６から接触検出信号を入力しない限りはユーザの手指が操作平面上に接触していないと判定し（ステップＡ１１にて「ＮＯ」）、上記したステップＡ１に戻り、上記した処理を繰返して行う。すなわち、制御部１１は、ユーザが手指を操作平面上に翳している限りは上記したステップＡ１〜Ａ１１を繰返して行う。
【００３８】
これに対して、制御部１１は、静電センサ６から接触検出信号を入力したことでユーザの手指が操作平面上に接触していると判定すると（ステップＡ１１にて「ＹＥＳ」）、そのユーザの手指が接触していることを示す接触検出信号を信号送信部１５に出力し、接触検出信号を信号送信部１５からナビゲーションＥＣＵ１６に送信させ（ステップＡ１２）、上記したステップＡ１に戻り、上記した処理を繰返して行う。
【００３９】
（２）表示装置３が行う処理
ここでは、ナビゲーションシステムのオーディオ機能を制御する表示画面が表示され、その表示画面には図８及び図９に示すように「ＡＭ／ＦＭ」、「ＤＩＳＫ」、「ＳＡＴ」、「ＡＵＸ」、「ＴＵＮＥ」、「ＳＥＥＫ」、「ＣＨ」、「増（上下右に頂点を有する三角図形にて示す）」、「減（上下左に頂点を有する三角図形にて示す）」などのスイッチ２０（本発明でいうスイッチ手段）が表示されていることを前提として説明する。
【００４０】
表示装置３において、表示制御部１８は、操作装置２から位置検出信号を信号受信部１７により受信したか否かを判定している（ステップＢ１）。ここで、表示制御部１８は、操作装置２から位置検出信号を信号受信部１７により受信したと判定すると（ステップＢ１にて「ＹＥＳ」）、表示部１９の表示領域にあって位置検出信号により特定される位置に対応する表示地点にポインタを表示させる（ステップＢ２）。
【００４１】
この場合、表示制御部１８は、操作平面からユーザの手指までの距離に応じて異なる表示態様でポインタを表示させる。表示制御部１８は、例えば透明度及びサイズを変えてポインタを表示させるように設定されている場合であれば、図８に示すように、ユーザが手指を操作平面上に翳すと、そのユーザの手指に対応する表示地点にポインタを高い透明度且つ大きなサイズで表示させ（図８中「Ｐ１」参照）、その後、ユーザが手指を操作平面上に近付けるにしたがって透明度を少しずつ連続的に低下させると共にサイズを少しずつ連続的に小さくさせることにより（図８中「Ｐ２」、「Ｐ３」参照）、操作平面からの距離をユーザに視覚的に理解させて操作の手助けを行なう。
【００４２】
又、例えば形状を変えてポインタを表示させるように設定されている場合であれば、図９に示すように、ユーザが手指を操作平面上に翳すと、そのユーザの手指に対応する表示地点にポインタを丸形状で表示させ（図９中「Ｐ４」参照）、その後、ユーザが手指を操作平面上に近付けるにしたがって丸形状から四角形状に少しずつ連続的に変形させることにより（図８中「Ｐ５」、「Ｐ６」参照）、操作平面からの距離をユーザに視覚的に理解させて操作の手助けを行なう。
【００４３】
次いで、表示制御部１８は、操作装置２から接触検出信号を信号受信部１７により受信したか否かを判定し（ステップＢ３）、操作装置２から接触検出信号を信号受信部１７により受信したと判定すると（ステップＢ３にて「ＹＥＳ」）、その時点で受信している位置検出信号により特定される位置のＸ，Ｙ座標に最も近いスイッチ２０を選択（確定）し（ステップＢ４）、該スイッチ２０を選択したことが判るような表現として例えば反転表示し（図８中（ｄ）、図９中（ｄ）参照）、該スイッチ２０を選択したことをユーザに知らせる（ステップＢ４）。
【００４４】
この場合、ナビゲーションＥＣＵ１６は、このように表示装置３がスイッチ２０を選択した後では操作装置２から接触検出信号を入力しなくなり、ユーザが手指を操作平面上から離したことを検出したことを条件に、表示装置３が選択したスイッチ２０に応じた処理を実行する。すなわち、図８及び図９に示す例では、ユーザが手指を受信周波数を高周波側にチューニングするスイッチ２０まで移動させた場合であれば、表示装置３は、そのユーザが手指を移動させたスイッチ２０を反転表示し、ナビゲーションＥＣＵ１６は、ユーザが反転表示を確認した上で手指を操作平面上から離したことを条件に、受信周波数を高周波側にチューニングする処理を実行する。
【００４５】
以上により、ユーザは、手指を操作平面上に接触させる前から手指の位置を認識することが可能となり、したがって、手指を操作平面上に接触させた後に所望とするスイッチまで操作平面上を移動させるのではなく、最初から手指を操作平面上にあって所望とするスイッチに接触させることができ、手指を所望の位置まで短時間で移動させることができる。
【００４６】
以上に説明したように本実施形態によれば、車載操作システム１において、ユーザが手指を操作平面上に接触させるべく接近させている段階（翳している段階）で、ユーザの手指が存在している位置を検出し、表示装置３の表示領域にあって該検出している位置に対応する表示地点にポインタを表示するように構成したので、ユーザが手指を操作平面上に接触させる前から手指の位置をユーザに認識させることができ、ユーザが所望の処理を行わせるべく手指を所望の位置まで短時間で移動させることができ、操作性を高めることができる。
【００４７】
又、投光素子８が操作平面に対して垂直方向に光を投じ、受光素子９が投光素子８から投じられて反射した光を受けると、その受光レベルに基づいて重心位置を計算し、表示装置３の表示領域にあって該検出している位置に対応する表示地点として該計算した重心位置にポインタを表示するように構成したので、受光素子９が配列されている配列態様に制限されることなくポインタを表示させる表示地点を決定することができ、ポインタを表示させる位置の解像度を表示装置３の解像度レベルに応じて高めることができる。
【００４８】
又、計算した重心位置を手先側に向けて補正して補正重心位置を計算し、表示装置３の表示領域にあって該検出している位置に対応する表示地点として該計算した補正重心位置にポインタを表示するように構成したので、通常の操作ではユーザが手先側（指先側）を操作平面上に接触させるという事情から、ユーザが行う通常の操作に応じてユーザの手先側にポインタを表示させることができ、精度を高めることができる。
【００４９】
更に、ユーザが手指を操作平面上から離したタイミングでスイッチ２０により規定された処理を実行するように構成したので、ユーザが手指を操作平面上に接触させた状態で意図しないスイッチ２０を選択した場合であっても、手指を操作平面上に接触させている限りは該スイッチ２０により規定された処理を実行させてしまうことはなく、手指を操作平面上に接触させたまま意図するスイッチ２０に移動させた後に手指を操作平面上から離すことで意図するスイッチ２０より規定された処理を確実に実行させることができ、誤操作を極力抑えることができる。
【００５０】
本発明は、上記した実施形態にのみ限定されるものではなく、以下のように変形又は拡張することができる。
接触検出部の操作平面からユーザの手指までの距離に応じて透明度、形状、サイズを変えてポインタを表示する構成に限らず、色などを変えてポインタを表示する構成であっても良い。又、ユーザが手指を接触させている位置を検出するセンサとしては静電センサ以外にも操作平面に接続された感圧センサやタクトスイッチのようなものであっても良い。
【図面の簡単な説明】
【００５１】
【図１】本発明の一実施形態を示す機能ブロック図
【図２】車載操作システムが車両に搭載されている態様を概略的に示す図
【図３】操作装置の構成を概略的に示す図
【図４】空間位置を検出する手順を示す図
【図５】操作平面からの距離と受光素子の受光レベルとの対応関係を示す図
【図６】操作装置が行う処理を示すフローチャート
【図７】表示装置が行う処理を示すフローチャート
【図８】ポインタが表示される態様を示す図（その１）
【図９】ポインタが表示される態様を示す図（その２）
【符号の説明】
【００５２】
図面中、１は車載操作システム、４は接触検出部（操作手段、接触検出手段）、１１は制御部（空間位置検出手段、重心位置計算手段、補正重心位置計算手段）、８は投光素子（投光手段）、９は受光素子（受光手段）、１４は受光レベル検出部（受光レベル検出手段）、１６はナビゲーションＥＣＵ（処理実行手段）、１８は表示制御部（表示制御手段）、１９は表示部（表示手段）、２０はスイッチ（スイッチ手段）である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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